公路工程地質(zhì)勘察課件

《公路工程地質(zhì)勘察課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《公路工程地質(zhì)勘察課件（30頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,公路工程地質(zhì)勘察,第一節(jié)概述,第二節(jié)公路路基工程地質(zhì)勘察,第三節(jié)橋梁工程地質(zhì)勘察,第四節(jié)隧道工程地質(zhì)勘察,第五節(jié)勘察實(shí)例,四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道橋系劉玉潔制作,公路工程地質(zhì)勘察第一節(jié)概述四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道橋系劉玉潔制,1,第一節(jié)概述,一、公路工程地質(zhì)勘察的目的、任務(wù)和階段劃分,工程地質(zhì)勘察的目的：查明土木工程場地的工程地質(zhì)條件、分析 存在的工程地質(zhì)問題、對工程場地做出工程地質(zhì)評價(jià)。,勘察階段的劃分：規(guī)劃勘察；可行性研究勘察階段；初步設(shè)計(jì)勘 察階段；技術(shù)設(shè)計(jì)及施工勘察階段,二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容,三、工

2、程地質(zhì)勘察的主要方法,四、勘察資料的內(nèi)業(yè)整理,第一節(jié)概述一、公路工程地質(zhì)勘察的目的、任務(wù)和階段劃分,2,(二)工程地質(zhì)勘察的任務(wù),1.查明并分析工程場地的工程地質(zhì)條件；,2.分析存在的工程地質(zhì)問題，進(jìn)行定性和定量分析；,3.選擇能滿足要求的較優(yōu)越的工程場地和環(huán)境；,4.對選擇的場地進(jìn)一步勘察后，對照建筑物的適宜性對場地進(jìn)行分區(qū)，提出各區(qū)段所適宜的建筑物類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模、基礎(chǔ)及地基處理的合理意見；,5.預(yù)測工程建成后對地質(zhì)環(huán)境的影響；,6.提出工程地質(zhì)條件的分析評價(jià)及改善不良地質(zhì)條件的措施和建議。,(二)工程地質(zhì)勘察的任務(wù) 1.查明并分析工程場地的工程地質(zhì),3,二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容,（一）新

3、建公路工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容,1.路線工程地質(zhì)勘察,2.路基、路面工程地質(zhì)勘察,3.橋涵工程地質(zhì)勘察,4.隧道工程地質(zhì)勘察,5.天然筑路材料工程地質(zhì)勘察,（二）改建公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容,1.收集沿線的地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象、地震等資料。,2.收集有關(guān)橋梁、隧道和防護(hù)、排水等構(gòu)造物的新建、改建或加固工程所需的地質(zhì)資料。,3.收集原有公路路況資料。,4.調(diào)查原有公路的路基、路面、小橋涵等人工構(gòu)造物的狀況及病害，研究病因及防治的效果。對原有公路的工程地質(zhì)、不良地質(zhì)地段的道路病害應(yīng)力求根治。,5.當(dāng)路線因提高等級或繞避病害而另選新線的路段，應(yīng)按新建公路的要求進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作。,二、公路工

4、程地質(zhì)勘察內(nèi)容（一）新建公路工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容,4,三、工程地質(zhì)勘察的主要方法,(一)工程地質(zhì)測繪,1.工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容,2.工程地質(zhì)測繪的工作方法,3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用,(二)工程地質(zhì)勘探,(三)工程地質(zhì)試驗(yàn)及長期觀測,三、工程地質(zhì)勘察的主要方法(一)工程地質(zhì)測繪,5,1.工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容,研究沿線地形地貌特征，劃分地貌單元；,查明沿線的地層、巖性、地層層序、成因、厚度、時(shí)代及巖相變化等；,查明地質(zhì)構(gòu)造、土體的成層組合關(guān)系、大地構(gòu)造、構(gòu)造線方向、斷裂褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀和分布、構(gòu)造形跡和構(gòu)造體系以及它們之間的關(guān)系；,研究水文地質(zhì)條件，調(diào)查地下水的天然和人工露頭井、泉

5、、礦坑和鉆孔等；,調(diào)查研究沿線不良地質(zhì)現(xiàn)象及特殊地質(zhì)問題的范圍和性質(zhì)、發(fā)生發(fā)展及分布規(guī)律；,調(diào)查研究已有建筑物變形破壞情況及建筑經(jīng)驗(yàn)；,了解鐵路沿線天然建筑材料的質(zhì)量、數(shù)量及分布情況。,1.工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容研究沿線地形地貌特征，劃分地貌單元,6,2.工程地質(zhì)測繪的工作方法,測繪寬度的確定：一般采用沿程測繪的方法，其測繪寬度一般包括中線兩側(cè)各200300m.,測繪線的布置：為了專門目的或地質(zhì)條件的重點(diǎn)工程地段而進(jìn)行的大面積工程地質(zhì)測繪常采用路線穿越法和順層追索法。,觀測點(diǎn)的選擇：觀測點(diǎn)的布置必須選在具有代表性的地質(zhì)現(xiàn)象的天然露頭工人工露頭處。,2.工程地質(zhì)測繪的工作方法測繪寬度的確定：一般

6、采用沿程測繪的,7,3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用,航片的應(yīng)用,(1)運(yùn)用室內(nèi)光學(xué)儀器編制地形圖；,(2)通過地質(zhì)專業(yè)判譯編繪工程地質(zhì)圖；,衛(wèi)片的應(yīng)用(優(yōu)點(diǎn)),(1)衛(wèi)片拍攝地面范圍大；,(2)反映宏觀形態(tài)特征較清楚、解釋效果比較好；,(3)衛(wèi)片中包含的信息量大，可根據(jù)色調(diào)和形態(tài)特征，能夠解決工程地質(zhì)測繪中的很多問題。,3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用航片的應(yīng)用,8,（二）工程地質(zhì)勘探,1.山地勘探：剝土、探坑、探槽、探井（分豎井、斜井）、平洞,2.鉆探,3.物探,4.工程地質(zhì)坑探,（二）工程地質(zhì)勘探1.山地勘探：剝土、探坑、探槽、探井（分豎,9,2.鉆探,采用鉆探機(jī)具對深部的工程地

7、質(zhì)條件進(jìn)行揭露的一種工作方法。它分為輕便鉆探和鉆探兩種。,輕便鉆探利用洛陽鏟、錐探和小螺紋鉆等進(jìn)行鉆探的方法；,鉆探一般是利用大型鉆機(jī)進(jìn)行鉆探的方法，常用的鉆機(jī)是機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。,鉆探過程包括三個(gè)基本程序：,A破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯，破碎一般是借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實(shí)現(xiàn)的。,B采取巖土：用沖洗液（或壓縮空氣）將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。,C保全孔壁：一般采用套管或泥漿來護(hù)壁。,鉆進(jìn)方法有以下三種：A沖擊鉆進(jìn)：采用底部圓環(huán)狀的鉆頭，將鉆具提

8、升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時(shí)產(chǎn)生沖擊動能，沖擊孔底巖土層，使巖土達(dá)到破碎。B回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓環(huán)狀鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)中施加鉆壓，使鉆頭在回轉(zhuǎn)中切入巖土層，達(dá)到加深鉆孔的目的。C振動鉆進(jìn)：采用機(jī)械動力所產(chǎn)生的振動力，通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。D綜合式鉆進(jìn)：綜合沖擊回轉(zhuǎn)兩種鉆進(jìn)方法；在鉆進(jìn)過程中，鉆頭克取巖石時(shí)，施加一定的動力，對巖石產(chǎn)生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，同時(shí)由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻人巖石深度增加，在回轉(zhuǎn)中將巖石剪切掉。,2.鉆探采用鉆探機(jī)具對深部的工程地質(zhì)條件進(jìn)行揭露的一種工作方,10,3.物探,電法勘探：可分為自然電場法和

9、人工電場法兩種。工程地質(zhì)勘探中常采用人工電場法的電阻率法，它主要利用儀器測定巖、土體導(dǎo)電性的差異來識別地質(zhì)情況的一種方法,彈性波法：包括地震勘探、聲波及超聲波探測。它是人式激發(fā)振動，來研究地質(zhì)體中的傳播規(guī)律，以判定地質(zhì)情況、巖體狀態(tài)及特性。,地球物理測井：利用地層之間的物性差異，采用不同的物理方法，了解鉆井中的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況的方法。,地質(zhì)雷達(dá)：是一種高頻電磁波，利用電磁波在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律，探明地質(zhì)條件的一種方法。,3.物探電法勘探：可分為自然電場法和人工電場法兩種。工程地質(zhì),11,3.工程地質(zhì)坑探,(1)試坑、淺井,(2)探槽,(3)斜井和平洞,3.工程地質(zhì)坑探(1)試坑、淺井,12

10、,(三)工程地質(zhì)試驗(yàn)及長期觀測,1.室內(nèi)外試驗(yàn),室內(nèi)試驗(yàn)：在現(xiàn)場取有代表性的試樣，送到試驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的試驗(yàn)。,原位測試：在野外現(xiàn)場進(jìn)行測試，主要包括：,A.巖石力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；靜力載荷試驗(yàn)()、靜力觸探試驗(yàn)、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、波速測試、現(xiàn)場大型直剪試驗(yàn)、塊體基礎(chǔ)振動試驗(yàn),B.水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn),C.巖體中地應(yīng)力的測試,D.地基工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn),2.工程地質(zhì)長期觀測,與工程有關(guān)的地下水的動態(tài)觀測；,不良地質(zhì)現(xiàn)象的觀測；,建筑物修建與周圍環(huán)境相互作用的動態(tài)觀測。,(三)工程地質(zhì)試驗(yàn)及長期觀測1.室內(nèi)外試驗(yàn),13,靜力載荷試驗(yàn)(),靜力載荷試驗(yàn)指在擬建場地上

11、，在挖至設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級加荷載，測定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強(qiáng)度與變形特性，求得地基土容許承載力與變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。靜力載何試驗(yàn)分為平板載何試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)等。用以確定地基土的臨塑荷載、極限荷載，為評定地基土的承載力提供依據(jù)；估算地基土的變形模量、不排水抗剪強(qiáng)度和基床反力系數(shù)。其試驗(yàn)裝置為承壓板、加荷與傳壓裝置及沉降觀測裝置等。根據(jù)實(shí)測結(jié)果繪制沉降與時(shí)間()關(guān)系曲線及荷載與沉降()關(guān)系曲線，由此確定地基承載力、地基土的變形模量、估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度、估算地地基土基床反力系數(shù)。,靜力載荷試

12、驗(yàn)()靜力載荷試驗(yàn)指在擬建場地上，在挖至設(shè)計(jì)的,14,靜力觸探試驗(yàn),靜力觸探試驗(yàn)指通過一定的機(jī)械裝置，將某種規(guī)格的金屬肩探頭用靜力壓人土層中，同時(shí)用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫人阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探試驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土，主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)、評定地基土的承載力、估算單樁承載力及判定砂土地基的液化等級等。靜力觸探試驗(yàn)裝置主要設(shè)備為靜力觸探儀，其由貫人裝置（包括反力裝置）、傳動系統(tǒng)和量測系統(tǒng)三部分組成。常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭,單橋探頭結(jié)構(gòu)1-頂柱；2-電阻應(yīng)變片；3-傳感器；4-密封墊圈套；5-四

13、芯電纜；6-外套筒,雙橋探頭結(jié)構(gòu)1-傳力桿；2-磨擦傳感器；3-摩擦筒；4-錐尖傳感器；5-頂柱；6-電阻應(yīng)變片；7-鋼珠；8-錐尖頭,靜力觸探試驗(yàn) 靜力觸探試驗(yàn)指通過一定的機(jī)械裝置，將某種規(guī)格的,15,圓錐動力觸探,圓錐動力觸探指利用錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打人土中的阻抗大小判別土層的變化，對土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對地基土作出工程地質(zhì)評價(jià)。動力觸探試驗(yàn)適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石、各種軟質(zhì)巖石及各類土。試驗(yàn)裝置動力觸探設(shè)備主要由探頭和落錘兩部分組成，可分為輕型、重型及超重型三類。,圓錐動力觸探 圓錐動力觸探指利用錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探,16,

14、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),1-穿心錘；,2-錘墊；,3-鉆桿；,4-貫入器頭；,5-出水孔；,6-貫入器身；,7-貫入器靴,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動力觸探類型之一，其利用規(guī)定重量的穿心錘，從恒定高度上自由落下，將一定規(guī)格的探頭打人士中，根據(jù)打人的難易程度判別土的性質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可適用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于250擊的土層。其目的為：采取擾動樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，為砂土的密實(shí)度和粉土、粘性土的狀態(tài)、土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量、地基承載力等作出評價(jià)。估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性。判定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級。,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 1-穿心

15、錘；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動力觸探類型之一，其,17,將十字板頭壓入被測土層中，施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，將土體剪壞，測定土體對抵抗扭剪的最大力矩，通過換算得到土體的抗剪強(qiáng)度值。十字板剪切試驗(yàn)適用于靈敏度不大于10，固結(jié)系數(shù)不大于100m2/年的均質(zhì)飽和軟粘土。其目的為：測定原位應(yīng)力條件下軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度、估算軟粘性土的靈敏度。,十字板剪切試驗(yàn),1-手搖柄；,2-齒輪；,3-蝸輪；,4-開口鋼環(huán)；,5-固定夾；,6-導(dǎo)桿；,7-百分表；,8-轉(zhuǎn)盤；,9-底板；,10-固定套；11-彈子盤；12-底座；,13-制緊軸；14-接頭；,15-套管；,16-鉆桿；,17-導(dǎo)輪；,18-軸桿；,19-十字板頭,

16、將十字板頭壓入被測土層中，施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，將土體剪壞，測,18,扁鏟側(cè)脹試驗(yàn),指用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，達(dá)試驗(yàn)深度后，利用氣壓使扁鏟側(cè)面的圓形鋼膜向外擴(kuò)張進(jìn)行試驗(yàn)。扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)適用于一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等，不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等,試驗(yàn)成果主要有：根據(jù)A、B、C壓力及A、B 計(jì)算p0、p1、p2 與深度的變化曲線；繪制扁脹模量、水平應(yīng)力指數(shù)、扁脹指數(shù)、扁脹孔壓力指數(shù)與深度的變化曲線。由試驗(yàn)成果可劃分土類、確定靜止側(cè)壓力系數(shù)、評定應(yīng)力歷史、確定不排水抗剪強(qiáng)度、確定土的變形參數(shù)、確定水平固結(jié)系數(shù)、可設(shè)計(jì)側(cè)向受荷樁。,扁鏟側(cè)脹試驗(yàn) 指用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，達(dá)試驗(yàn)深度后，,19,旁壓試驗(yàn),旁壓試驗(yàn)（）是將圓柱形旁壓器豎直地放人土中，通過旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓膜（或護(hù)套）將壓力傳給周圍土體（或巖層），使土體或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，通過量測施加的壓力和土變形之間的關(guān)系，可得到地基土在水平方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。,適用于測定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等,旁壓試驗(yàn)的成果主要為壓力和擴(kuò)張?bào)w積曲線、壓